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钇系超导带材涂层制备设备

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  • 产品介绍

涂层制备设备


钇系高温超导带材涂层制备设备

1. 带材涂层制备设备制膜原理:

      “钇系超导带材涂层制备设备” 是本公司研发的一种在百米乃至千米级柔性金属基板上制备超导层以及缓冲层的专用设备。该设备集当前CVD镀膜先进技术于一身,搭载有“先进液体原料供料系统”、“闭环真空控制系统”、“先进陶瓷加热系统”、“智能带材传动系统”以及“智能计算机控制系统”等。制备超导层时,将Y(DPM)3、Ba(DPM)2及Cu(DPM)2三种金属有机源按照1:2:3的摩尔比溶于四氢呋喃(THF)中制成液体原料。液体原料通过先进供料系统,制备出等比例的混合原料蒸气,它在载流气运输下到达连续运动的带材基板表面沉积成膜,带材基板在“智能带材传动系统”的作用下,以此通过沉积区域,从而在长带材基板上均匀成膜。

2. 薄膜沉积过程中激光辅助的作用(激光发生器为可选配件):

       本公司研发的“钇系超导带材涂层制备设备”在选型时,可以选择搭载不同型号的激光发生器,升级为“激光化学气相沉积(laser chemical vapor deposition)”设备。激光化学气相沉积法是利用激光增强常规CVD生长过程的一种先进薄膜制备技术。激光束通过透镜组放大为直径为10-50mm的光斑,以45°或30°的入射角照射基板表面以增强整个化学气相沉积过程。原料蒸气在激光光子活化下更易于分解、反应(即激光的光化学效应),不仅加速了薄膜沉积速率,还大幅度地降低了薄膜合成温度(激光热效应)。

3.常规CVD设备加热台的升温极限:

       对于任何一台CVD设备来讲,除原料供给系统之外,决定其性能高低的另一关键因素在于基板加热系统,也即是加热台能长时间稳定工作的最高温度,因此基板加热系统的设计也成为CVD设备研发的难题之一。

在非氧化气氛下,通过石墨(熔点:3850 °C)、钽丝(熔点:2995 °C)、钨丝(熔点:3380 °C)或钼丝(熔点:3650 °C)等高熔点发热体的辐射传热,轻松使得悬置于其上方的样品托板表面获得1600 °C以上的高温。然而,在氧化气氛下,石墨、钽丝、钨丝及钼丝等这些高熔点发热体将会被迅速氧化而破坏。因此在此情况下,只能选择抗氧化的高温发热体。就目前而言,在氧气氛下能长时间稳定工作、且自身发热温度能达到1400°C以上的发热体有硅碳棒(SiC, 1450 °C)、硅钼棒(MoSi2, 1600 °C)及钼铬铝电阻丝(OCr27Al7Mo2, 1400 °C)。虽然这些发热体在氧气氛下的表面温度能达到1400 - 1600 °C,但若将其装配到加热台上时,将面临两个不可避免的热量损失:其一,由于SiC、 MoSi2 及OCr27Al7Mo2发热体本身就是导体,为防止触电,样品托板只能悬空安装于发热体之上,就是说样品托板的升温只能靠发热体的热辐射来实现,此时辐射传热会损失一部分能量;其二,样品托板本身也是能量损失的一个重要因素。因为样品托板通常选取导热能力较强的陶瓷,例如:3-5毫米的碳化硅或者氮化铝(AlN)板(陶瓷板太薄容易炸裂,太厚导热效果差;不选择inconel 600, Gh128及Hastelloy C 276等耐高温合金是因为它们在高温单面辐射加热下均会起拱变形),而陶瓷板的上、下面间的温度差就有200-300 °C。因此,由于发热体热辐射损耗及陶瓷样品托板隔热损耗的原因,加热台表面最终获得的最高温度也只有1200 °C左右,这也是目前在氧气氛下工作的常规CVD制膜设备的最高温度极限。

4.选择激光发生器的原因:

       对于常规的MOCVD来讲,钇系超导带材成膜最佳温度为850 °C左右,如果配备合适的激光发生器,可升级为激光CVD高温超导带材制备设备。此时基板的加热温度可降低为400-600 °C,并且通光激光增强作用,制备的薄膜的面内取向更佳,电学性能更好。

5.主要用途:

       制备钇系高温超导带材及其缓冲层Al2O3,CeO2,Y2O3,MgO,BaTiO3,SrTiO3, LaAlO3,LaMnO3等。

6.设备选型:

       此设备出厂时即为最高配,具体请联系客服。



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